JP5570872B2 - Spectroscopic analyzer - Google Patents

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Description

本発明は、コンクリートなどの劣化因子の濃度を測定する分光分析装置に関するものである。   The present invention relates to a spectroscopic analyzer that measures the concentration of deterioration factors such as concrete.

従来、コンクリートや塗装などにおいて、塩化物イオン濃度などの劣化因子の濃度を測定する際には、図１１（ａ）に示すような分光分析装置１１１が用いられている。   Conventionally, a spectroscopic analyzer 111 as shown in FIG. 11A is used to measure the concentration of deterioration factors such as chloride ion concentration in concrete or paint.

図１１（ａ）に示すように、従来の分光分析装置１１１は、光源１１２と、コンクリートなどの測定対象面に配置され、光源１１２から出射用光ファイバ１１３を介して入射された光を測定対象面に照射し、その反射光を入射用光ファイバ１１４に入射させるプローブヘッド１１５と、入射用光ファイバ１１４に入射された反射光のスペクトルを測定する分光器１１６と、分光器１１６で測定した反射光のスペクトルを基に劣化因子の濃度を演算する演算手段（図示せず）とを備えている。   As shown in FIG. 11 (a), a conventional spectroscopic analyzer 111 is arranged on a measurement target surface such as a light source 112 and concrete, and measures the light incident from the light source 112 via the output optical fiber 113. The probe head 115 that irradiates the surface and makes the reflected light incident on the incident optical fiber 114, the spectroscope 116 that measures the spectrum of the reflected light incident on the incident optical fiber 114, and the reflection measured by the spectroscope 116 Calculation means (not shown) for calculating the concentration of the deterioration factor based on the light spectrum is provided.

プローブヘッド１１５は、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、出射用光ファイバ１１３と入射用光ファイバ１１４を束ねた先端部に設けられる円柱状の本体部１１５ａと、該本体部１１５ａの先端部から突出するように設けられた中空円筒状のカバー部１１５ｂとからなる。本体部１１５ａの出口においては、その略中央部に入射用光ファイバ１１４の入射端が配置され、入射用光ファイバ１１４の入射端を囲むように出射用光ファイバ１１３の出射端が配置されている。カバー部１１５ｂは、本体部１１５ａの出口の周囲を囲むように設けられ、本体部１１５ａの出口と測定対象面との距離を一定に保つと共に、太陽光などの外乱因子を除去するようになっている。プローブヘッド１１５の外径は２０ｍｍ程度である。   As shown in FIGS. 11B and 11C, the probe head 115 includes a cylindrical main body 115a provided at a distal end portion where the emission optical fiber 113 and the incident optical fiber 114 are bundled, and the main body 115a. And a hollow cylindrical cover portion 115b provided so as to protrude from the front end portion. At the exit of the main body 115a, the incident end of the incident optical fiber 114 is disposed at a substantially central portion, and the output end of the outgoing optical fiber 113 is disposed so as to surround the incident end of the incident optical fiber 114. . The cover portion 115b is provided so as to surround the periphery of the outlet of the main body portion 115a, keeps the distance between the outlet of the main body portion 115a and the measurement target surface constant, and removes disturbance factors such as sunlight. Yes. The outer diameter of the probe head 115 is about 20 mm.

この分光分析装置１１１を用いて劣化因子の濃度を測定する際には、作業者がプローブヘッド１１５を測定対象面の任意の測定位置に配置し、光源１１２から出射された近赤外線を出射用光ファイバ１１３の出射端から測定対象面に出射すると共に、入射用光ファイバ１１４の入射端より入射された測定対象面からの反射光を、入射用光ファイバ１１４を介して分光器１１６に入射し、分光器１１６にて反射光のスペクトルを測定する。   When measuring the concentration of the degradation factor using the spectroscopic analyzer 111, the operator places the probe head 115 at an arbitrary measurement position on the measurement target surface, and uses the near-infrared light emitted from the light source 112 as emission light. The light exits from the exit end of the fiber 113 to the measurement target surface, and the reflected light from the measurement target surface incident from the entrance end of the incident optical fiber 114 enters the spectroscope 116 via the incident optical fiber 114, The spectroscope 116 measures the spectrum of the reflected light.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１〜３、非特許文献１がある。   In addition, there exist patent documents 1-3 and nonpatent literature 1 as prior art document information relevant to the invention of this application.

特許第３７７６７９４号公報Japanese Patent No. 3776794 特開２００５−２９１８８１号公報JP 2005-218881 A 特開２００９−１３９０９８号公報JP 2009-139098 A

戸田勝哉、倉田孝男、喜多達夫、魚本健人、「ケモメトリックス手法を用いた近赤外領域でのコンクリート診断技術開発」、コンクリート工学、社団法人日本コンクリート工学協会、平成１９年１１月、Ｖｏｌ．４５、Ｎｏ．１１、ｐｐ．２０−２６Katsuya Toda, Takao Kurata, Tatsuo Kita, Taketo Uomoto, “Development of diagnostic technology for concrete in the near infrared region using chemometrics”, Concrete Engineering, Japan Concrete Institute, November 2007, Vol. . 45, no. 11, pp. 20-26

しかしながら、従来の分光分析装置１１１では、作業者が測定位置ごとにプローブヘッド１１５を配置して測定を行う必要があるため、人による誤差（ヒューマンエラー）が発生し易く、測定位置ごとに測定条件が変化してしまい、劣化因子の濃度を正確に測定できないおそれがあった。   However, in the conventional spectroscopic analyzer 111, since it is necessary for an operator to place the probe head 115 at each measurement position and perform measurement, human error is likely to occur, and the measurement conditions are determined at each measurement position. As a result, the concentration of the deterioration factor may not be measured accurately.

また、従来の分光分析装置１１１では、測定位置を走査することができず点のみの計測であるため、特に多くの測定位置で測定を行う必要がある場合には、測定作業に非常に手間がかかってしまい、効率的に測定作業を行うことができないという問題もあった。   In addition, since the conventional spectroscopic analyzer 111 cannot measure the measurement position and measures only the points, particularly when it is necessary to perform measurement at many measurement positions, the measurement work is very troublesome. There is also a problem that the measurement operation cannot be performed efficiently.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、測定時に人による誤差が発生しにくく、測定作業を効率的に行うことが可能な分光分析装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a spectroscopic analyzer that solves the above-described problems, is less prone to human error during measurement, and can perform measurement work efficiently.

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、測定対象面に光を照射する光源と、前記測定対象面からの反射光を受光する受光部と、該受光部で受光した反射光のスペクトルを測定する分光器と、該分光器で測定した反射光のスペクトルを基に、前記測定対象面における劣化因子の濃度を演算する演算手段とを備えた分光分析装置において、前記光源と前記受光部とを収容するプローブヘッドを備え、該プローブヘッドを手動で移動させて測定を行うように構成され、前記プローブヘッドは、前記光源と前記受光部を固定する上方と下方が開放された枠状の本体フレームに設けられ、前記測定対象面に対する前記光源と前記受光部の位置関係を一定に保ちつつ、前記光源と前記受光部を前記測定対象面に沿って移動させる移動機構と、前記光源と前記受光部の前記測定対象面に沿った移動距離を検出する移動距離検出手段と、を有し、前記本体フレームの上部を覆うように設けられ、前記光源と前記受光部を収容する下方が開放された本体ケースと、前記本体フレームの下部に設けられ、前記本体フレームと前記測定対象面との隙間に外部からの光が侵入するのを防ぐスカートと、を備えた分光分析装置である。 The present invention has been devised to achieve the above object, and includes a light source that irradiates light onto a measurement target surface, a light receiving unit that receives reflected light from the measurement target surface, and a reflection received by the light receiving unit. In a spectroscopic analysis apparatus comprising: a spectroscope for measuring a spectrum of light; and an arithmetic means for calculating a concentration of a deterioration factor on the measurement target surface based on a spectrum of reflected light measured by the spectroscope. A probe head that houses the light receiving unit, and is configured to perform measurement by manually moving the probe head, the probe head being open at the top and bottom for fixing the light source and the light receiving unit provided frame-shaped body frame, wherein while maintaining the positional relationship between the light source and the light receiving portion with respect to the object surface constant, the mobile station which moves the light receiving portion and said light source along said object surface If, have a, a moving distance detecting means for detecting a moving distance along the object surface of said light source and said light receiving portion, provided so as to cover the upper portion of the body frame, the light receiving portion and said light source A spectroscopic analysis comprising: a main body case that is open at a lower portion thereof; and a skirt that is provided at a lower portion of the main body frame and prevents external light from entering a gap between the main body frame and the measurement target surface. Device.

前記移動機構は、前記本体フレームに回転自在に設けられると共に、前記本体フレームの下方に突出して設けられ、当該突出部を前記測定対象面に当接させて、前記本体フレームと前記測定対象面との距離を一定に保つ複数のタイヤを有し、前記移動距離検出手段は、前記タイヤの回転角度を検出して出力するエンコーダと、該エンコーダからの出力に基づき、前記タイヤの回転による移動距離を演算する移動距離演算部と、を有してもよい。 The moving mechanism, as well as rotatably disposed on the body frame, provided projecting downwardly of the body frame, is abutted against the projecting portion on the object surface, the measurement target surface and the body frame and A plurality of tires that maintain a constant distance, and the moving distance detecting means detects an angle of rotation of the tire and outputs it, and based on the output from the encoder, the moving distance by the rotation of the tire A movement distance calculation unit for calculating.

前記本体ケースの上部に設けられた棒状の操作ポールを備え、該操作ポールは、中空筒状に形成され、前記光源と前記受光部から延びるケーブルが、前記操作ポールの中空部を通して前記操作ポールの上方に引き出されるように構成されていてもよい。A rod-shaped operation pole provided on the upper part of the main body case, the operation pole is formed in a hollow cylindrical shape, and a cable extending from the light source and the light receiving portion passes through the hollow portion of the operation pole. You may be comprised so that it may be pulled out upwards.

前記プローブヘッドは、前記光源と前記受光部の前記測定対象面に対する角度をそれぞれ調節して固定するための角度調節機構をさらに有してもよい。   The probe head may further include an angle adjustment mechanism for adjusting and fixing the angles of the light source and the light receiving unit with respect to the measurement target surface.

前記測定対象面がコンクリートであり、前記光源として近赤外線を含む光を出射するものを用い、前記演算手段は、前記反射光のスペクトルを基に、ケモメトリックス手法を用いて、前記測定対象面における劣化因子の濃度を演算するようにされてもよい。 The measurement target surface is concrete, and the light source emits light including near infrared rays, and the calculation means uses a chemometrics method on the measurement target surface based on the spectrum of the reflected light. The concentration of the deterioration factor may be calculated.

前記プローブヘッドを所定の速度以上で動かすことができないように前記プローブヘッドの移動速度を規制する速度規制手段を備えてもよい。You may provide the speed control means which controls the moving speed of the said probe head so that the said probe head cannot be moved more than predetermined | prescribed speed.

前記プローブヘッドを複数並列に配置したプローブヘッドスタックを備え、該プローブヘッドスタックの各プローブヘッドを用いて、複数の測定位置での劣化因子の濃度を一括して測定するようにしてもよい。   A probe head stack in which a plurality of the probe heads are arranged in parallel may be provided, and the concentration of deterioration factors at a plurality of measurement positions may be collectively measured using each probe head of the probe head stack.

本発明によれば、測定時に人による誤差が発生しにくく、測定作業を効率的に行うことが可能な分光分析装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a spectroscopic analyzer that is less prone to human error during measurement and that can perform measurement work efficiently.

本発明の一実施の形態に係る分光分析装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the spectroscopic analyzer which concerns on one embodiment of this invention. （ａ）は、図１の分光分析装置のプローブヘッドの断面図であり、（ｂ）は、その２Ｂ−２Ｂ線断面図である。(A) is sectional drawing of the probe head of the spectroscopic analyzer of FIG. 1, (b) is the 2B-2B sectional view taken on the line. 図２のプローブヘッドの本体フレームの上面図である。It is a top view of the main body frame of the probe head of FIG. 図３の本体フレームにタイヤとエンコーダを設けたときの下面図である。It is a bottom view when a tire and an encoder are provided in the main body frame of FIG. 図２のプローブヘッドのガイドプレートを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はアングルを取り付けたときの正面図、（ｃ）はアングルを取り付けたときの側面図である。It is a figure which shows the guide plate of the probe head of FIG. 2, (a) is a front view, (b) is a front view when an angle is attached, (c) is a side view when an angle is attached. 図２のプローブヘッドの角度目盛りプレートを示す図であり、（ａ）はアングルを取り付けたときの正面図、（ｂ）はアングルを取り付けたときの側面図である。It is a figure which shows the angle scale plate of the probe head of FIG. 2, (a) is a front view when an angle is attached, (b) is a side view when an angle is attached. 図２のプローブヘッドの受光部を示す図であり、（ａ）はホルダーに取り付けたときの正面図、（ｂ）はホルダーに取り付けたときの側面図である。It is a figure which shows the light-receiving part of the probe head of FIG. 2, (a) is a front view when attached to a holder, (b) is a side view when attached to a holder. 図２のプローブヘッドの光源を示す図であり、（ａ）はホルダーに取り付けたときの正面図、（ｂ）はホルダーに取り付けたときの側面図である。It is a figure which shows the light source of the probe head of FIG. 2, (a) is a front view when attaching to a holder, (b) is a side view when attaching to a holder. 図２のプローブヘッドのガイドスライダを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）における９Ｃ−９Ｃ線断面図、（ｄ）は受光部を取り付けたホルダにガイドスライダを取り付けたときの側面図である。It is a figure which shows the guide slider of the probe head of FIG. 2, (a) is a top view, (b) is a front view, (c) is the 9C-9C sectional view taken on the line in (b), (d) is a light-receiving part. It is a side view when a guide slider is attached to the attached holder. 本発明において、プローブヘッドスタックを説明する図である。In this invention, it is a figure explaining a probe head stack. （ａ）は従来の分光分析装置の概略構成図であり、（ｂ）はそのプローブヘッドの下面図、（ｃ）はプローブヘッドの側断面図である。(A) is a schematic block diagram of the conventional spectroscopic analyzer, (b) is the bottom view of the probe head, (c) is a sectional side view of the probe head.

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１は、本実施の形態に係る分光分析装置の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a spectroscopic analyzer according to the present embodiment.

図１に示すように、分光分析装置１は、測定対象面Ｓに光を照射する光源２と、測定対象面Ｓからの反射光を受光する受光部３と、受光部３で受光した反射光のスペクトルを測定する分光器４と、分光器４で測定した反射光のスペクトルを基に、測定対象面Ｓにおける劣化因子の濃度を演算する演算手段５と、光源２と受光部３とを収容するプローブヘッド１１と、を主に備えている。   As shown in FIG. 1, the spectroscopic analyzer 1 includes a light source 2 that irradiates light to a measurement target surface S, a light receiving unit 3 that receives reflected light from the measurement target surface S, and reflected light received by the light receiving unit 3. The spectroscope 4 that measures the spectrum of the light, the calculation means 5 that calculates the concentration of the deterioration factor on the measurement target surface S based on the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope 4, the light source 2, and the light receiving unit 3 are accommodated. The probe head 11 is mainly provided.

ここでは、測定対象面Ｓがコンクリート製の床面である場合を説明する。コンクリートの劣化要因としては、例えば、塩害、中性化、アルカリ骨材反応、化学的劣化などが挙げられる。分光分析装置１で測定する劣化因子の濃度は、塩害を診断する場合は塩化物イオン濃度、中性化を診断する場合は炭酸カルシウム濃度（中性化度）となる。また、アルカリ骨材反応を診断する場合は、例えばアルカリ度やシリカ成分などの濃度、化学的劣化を診断する場合は、例えば酸性成分の濃度や硫酸成分の濃度を、劣化因子の濃度として測定する。   Here, the case where the measurement target surface S is a concrete floor surface will be described. Examples of deterioration factors of concrete include salt damage, neutralization, alkali aggregate reaction, chemical deterioration, and the like. The concentration of the degradation factor measured by the spectroscopic analyzer 1 is the chloride ion concentration when diagnosing salt damage, and the calcium carbonate concentration (degree of neutralization) when diagnosing neutralization. Also, when diagnosing alkali-aggregate reaction, for example, when diagnosing alkalinity or silica component concentration, or chemical degradation, for example, the concentration of acidic component or the concentration of sulfuric acid component is measured as the concentration of degradation factor. .

光源２としては、劣化因子が吸収ピークを有する波長を含む光を出射するものを用いる。本実施の形態では、測定対象面Ｓがコンクリートであるため、光源２としては、上述の劣化因子が吸収ピークを有する近赤外線を含む光を出射するもの、例えばハロゲンランプを用いる。   As the light source 2, a light source that emits light including a wavelength whose deterioration factor has an absorption peak is used. In the present embodiment, since the measurement target surface S is concrete, the light source 2 is a light source that emits light including near infrared rays in which the above-described deterioration factor has an absorption peak, such as a halogen lamp.

受光部３は、光ファイバ６の一端部を光ファイバ固定部材３ａに固定し、光ファイバ６の一端部を測定対象面Ｓに臨ませてなる。光ファイバ６の他端部は、近赤外分光ユニット７内の分光器４に接続される。   The light receiving unit 3 is configured such that one end of the optical fiber 6 is fixed to the optical fiber fixing member 3 a and the one end of the optical fiber 6 faces the measurement target surface S. The other end of the optical fiber 6 is connected to the spectroscope 4 in the near infrared spectroscopic unit 7.

分光器４は、測定対象面Ｓからの反射光を分光分析することにより、反射光のスペクトル（劣化因子による吸収スペクトル）を得るものである。分光器４の詳細な構造については、従来技術に属するためここでは説明を省略する。   The spectroscope 4 obtains a spectrum of reflected light (an absorption spectrum due to a deterioration factor) by spectroscopically analyzing the reflected light from the measurement target surface S. Since the detailed structure of the spectroscope 4 belongs to the prior art, its description is omitted here.

近赤外分光ユニット７は、上述の分光器４と、光源２に電源を供給する光源電源８とを備えている。光源電源８と光源２とは、光源用ケーブル９を介して電気的に接続される。近赤外分光ユニット７にはポータブル電源１０が接続されており、ポータブル電源１０から分光器４や光源電源８に電源供給するように構成されている。   The near-infrared spectroscopic unit 7 includes the above-described spectroscope 4 and a light source power source 8 that supplies power to the light source 2. The light source power supply 8 and the light source 2 are electrically connected via a light source cable 9. A portable power supply 10 is connected to the near-infrared spectroscopic unit 7, and power is supplied from the portable power supply 10 to the spectrometer 4 and the light source power supply 8.

近赤外分光ユニット７と演算手段５とは、例えばＵＳＢケーブルにより接続される。演算手段５は、例えばパソコン（パーソナルコンピュータ）からなり、ＣＰＵ、メモリ、ソフトウェア、Ｉ／Ｏインターフェイスなどを適宜組み合わせて実現される。演算手段５は、ディスプレイなどの表示器２４を備えている。   The near-infrared spectroscopy unit 7 and the calculation means 5 are connected by, for example, a USB cable. The computing means 5 is composed of a personal computer, for example, and is realized by appropriately combining a CPU, memory, software, I / O interface, and the like. The computing means 5 includes a display 24 such as a display.

演算手段５は、分光器４が測定した反射光のスペクトルを基に、測定対象面Ｓにおける劣化因子の濃度を演算する劣化因子濃度演算部２５と、後述する移動距離検出手段１３を構成する移動距離演算部２６と、劣化因子濃度演算部２５で得た劣化因子の濃度と、移動距離演算部２６で得た移動距離とを関連づけて表示器２４に表示させる表示処理部２７とを有している。   The calculating means 5 is based on the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope 4 and is a deterioration factor concentration calculating section 25 for calculating the concentration of the deterioration factor on the measurement target surface S, and a movement that constitutes a movement distance detecting means 13 described later. A distance calculation unit, and a display processing unit 27 that displays the deterioration factor concentration obtained by the deterioration factor concentration calculation unit 25 on the display unit 24 in association with the movement distance obtained by the movement distance calculation unit. Yes.

劣化因子濃度演算部２５は、分光器４が測定した反射光のスペクトルを基に、ケモメトリックス手法を用いて、測定対象面Ｓにおける劣化因子の濃度を演算するようにされる。ケモメトリックス手法については従来技術に属するため説明を省略するが、測定対象面Ｓがコンクリートである場合、例えば、塩化物イオンによる吸収ピークは中性化により消滅することが知られており、このような影響を除いて正確に劣化因子の濃度を測定するためには、ケモメトリックス手法は必須である。   The deterioration factor concentration calculation unit 25 calculates the concentration of the deterioration factor on the measurement target surface S using a chemometrics method based on the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope 4. The chemometrics method belongs to the prior art and will not be described. However, when the measurement target surface S is concrete, for example, it is known that the absorption peak due to chloride ions disappears due to neutralization. In order to accurately measure the concentration of the deterioration factor, except for the influence, a chemometric method is essential.

また、本実施の形態では、劣化因子濃度演算部２５は、移動距離演算部２６が求めた移動距離（プローブヘッド１１の移動距離）を監視し、予め設定された測定間隔ごとに、劣化因子の濃度の演算を行うようにされる。測定間隔については、要求される精度に応じて適宜設定すればよい。   Further, in the present embodiment, the deterioration factor concentration calculation unit 25 monitors the movement distance (movement distance of the probe head 11) obtained by the movement distance calculation unit 26, and the deterioration factor is calculated at each preset measurement interval. The density is calculated. The measurement interval may be set as appropriate according to the required accuracy.

さて、本実施の形態に係る分光分析装置１では、プローブヘッド１１は、測定対象面Ｓに対する光源２と受光部３の位置関係を一定に保ちつつ、光源２と受光部３を測定対象面Ｓに沿って移動させる移動機構１２と、光源２と受光部３の測定対象面Ｓに沿った移動距離を検出する移動距離検出手段１３と、を有している。   In the spectroscopic analysis apparatus 1 according to the present embodiment, the probe head 11 causes the light source 2 and the light receiving unit 3 to be connected to the measurement target surface S while keeping the positional relationship between the light source 2 and the light receiving unit 3 with respect to the measurement target surface S constant. And a moving distance detecting means 13 for detecting a moving distance along the measurement target surface S of the light source 2 and the light receiving unit 3.

移動機構１２は、光源２と受光部３を固定する本体フレーム１４に回転自在に設けられると共に、本体フレーム１４の下方に突出して設けられ、当該突出部を測定対象面Ｓに当接させて、本体フレーム１４と測定対象面Ｓとの距離を一定に保つ複数（ここでは４つ）のタイヤ１５を有している。なお、タイヤ１５の数については特に限定するものではないが、測定対象面Ｓに対する本体フレーム１４の位置関係を一定に保つためには、タイヤ１５の数は３つ以上であることが望ましい。   The moving mechanism 12 is rotatably provided on the main body frame 14 that fixes the light source 2 and the light receiving unit 3, and is provided so as to protrude below the main body frame 14, with the protruding portion in contact with the measurement target surface S, A plurality (four in this case) of tires 15 that maintain a constant distance between the main body frame 14 and the measurement target surface S are provided. Although the number of tires 15 is not particularly limited, in order to keep the positional relationship of the main body frame 14 with respect to the measurement target surface S constant, it is desirable that the number of tires 15 be three or more.

移動距離検出手段１３は、タイヤ１５の回転角度を検出して出力するエンコーダ１６と、エンコーダ１６からの出力に基づき、タイヤ１５の回転による移動距離を演算する移動距離演算部２６と、を有している。エンコーダ１６としては、例えばロータリエンコーダを用いることができる。移動距離演算部２６は、演算手段５に搭載される。エンコーダ１６は、エンコーダ用ケーブル１７により近赤外分光ユニット７に電気的に接続され、エンコーダ用ケーブル１７、近赤外分光ユニット７を介して演算手段５に電気的に接続される。   The movement distance detection means 13 includes an encoder 16 that detects and outputs the rotation angle of the tire 15, and a movement distance calculation unit 26 that calculates the movement distance due to the rotation of the tire 15 based on the output from the encoder 16. ing. For example, a rotary encoder can be used as the encoder 16. The movement distance calculation unit 26 is mounted on the calculation means 5. The encoder 16 is electrically connected to the near-infrared spectroscopy unit 7 through an encoder cable 17 and is electrically connected to the computing means 5 through the encoder cable 17 and the near-infrared spectroscopy unit 7.

本体フレーム１４の上部には、本体フレーム１４の上部を覆うように本体ケース１８が設けられ、その本体ケース１８内に光源２と受光部３が収容される。また、本体フレーム１４の下部には、本体フレーム１４と測定対象面Ｓとの隙間に外部からの光が侵入するのを防ぐためのスカート１９が設けられる。これら本体ケース１８、スカート１９を設けることにより、本体ケース１８とスカート１９により区画された空間に、ノイズの要因となる外部からの光（太陽光など）が侵入してしまうことを防止できる。スカート１９は、例えば、黒色のゴムからなる。   A main body case 18 is provided on the upper portion of the main body frame 14 so as to cover the upper portion of the main body frame 14, and the light source 2 and the light receiving unit 3 are accommodated in the main body case 18. Further, a skirt 19 for preventing light from the outside from entering the gap between the main body frame 14 and the measurement target surface S is provided below the main body frame 14. By providing the main body case 18 and the skirt 19, it is possible to prevent light (sunlight or the like) from the outside that causes noise from entering the space defined by the main body case 18 and the skirt 19. The skirt 19 is made of black rubber, for example.

本体ケース１８の上部には、棒状の操作ポール２０が設けられる。操作ポール２０の上部には、グリップ２１が設けられており、作業者はこの操作ポール２０を用いてプローブヘッド１１を測定対象面Ｓに沿って移動させつつ、測定作業を行うことになる。   A bar-shaped operation pole 20 is provided on the upper portion of the main body case 18. A grip 21 is provided on the upper portion of the operation pole 20, and the operator performs measurement work while moving the probe head 11 along the measurement target surface S using the operation pole 20.

操作ポール２０には、押しボタンスイッチ２２が設けられており、押しボタンスイッチ２２は、スイッチ用ケーブル２３により近赤外分光ユニット７に電気的に接続され、スイッチ用ケーブル２３、近赤外分光ユニット７を介して演算手段５に電気的に接続される。本実施の形態では、演算手段５の劣化因子濃度演算部２５、移動距離演算部２６、および表示処理部２７を、押しボタンスイッチ２２が押されている間だけ動作するように構成した。つまり、本実施の形態では、押しボタンスイッチ２２が押されている間だけ測定が行われることとした。   The operation pole 20 is provided with a push button switch 22, and the push button switch 22 is electrically connected to the near infrared spectroscopy unit 7 by a switch cable 23, and the switch cable 23, the near infrared spectroscopy unit. 7 is electrically connected to the computing means 5 through the circuit 7. In the present embodiment, the deterioration factor concentration calculation unit 25, the movement distance calculation unit 26, and the display processing unit 27 of the calculation unit 5 are configured to operate only while the push button switch 22 is pressed. That is, in this embodiment, the measurement is performed only while the push button switch 22 is being pressed.

操作ポール２０は中空筒状に形成されており、光ファイバ６、光源用ケーブル９、エンコーダ用ケーブル１７、スイッチ用ケーブル２３は、操作ポール２０の中空部を通して操作ポール２０の上方に引き出されるようにされる。操作ポール２０の上方に引き出された光ファイバ６、光源用ケーブル９、エンコーダ用ケーブル１７、スイッチ用ケーブル２３は、測定作業の邪魔にならないよう束ねられ、近赤外分光ユニット７にそれぞれ接続される。   The operation pole 20 is formed in a hollow cylindrical shape, and the optical fiber 6, the light source cable 9, the encoder cable 17, and the switch cable 23 are drawn out above the operation pole 20 through the hollow portion of the operation pole 20. Is done. The optical fiber 6, the light source cable 9, the encoder cable 17, and the switch cable 23 drawn out above the operation pole 20 are bundled so as not to interfere with the measurement work and are connected to the near-infrared spectroscopy unit 7. .

次に、プローブヘッド１１の各部の構造について図２〜９を用いてより詳細に説明する。なお、図２（ａ），（ｂ）では、図の簡略化のため、光ファイバ６、光源用ケーブル９、エンコーダ用ケーブル１７、スイッチ用ケーブル２３を省略している。   Next, the structure of each part of the probe head 11 will be described in more detail with reference to FIGS. 2A and 2B, the optical fiber 6, the light source cable 9, the encoder cable 17, and the switch cable 23 are omitted for simplification of the drawing.

図２および図３に示すように、本体フレーム１４は、並列に配置した２本の横枠３１間に、２本のリブ３２を架け渡してなる。２本のリブ３２は、横枠３１の両端部にそれぞれボルト３３により固定される。リブ３２には、複数の取り付け穴３４が形成されており、この取り付け穴３４に、後述するガイドプレート５２や角度目盛りプレート５３を固定するようにされる。両横枠３１の内側の面（対向面）、および両リブ３２の内側の面（対向面）には、ネジ止めによりスカート１９が固定される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the main body frame 14 is formed by bridging two ribs 32 between two horizontal frames 31 arranged in parallel. The two ribs 32 are fixed to both ends of the horizontal frame 31 by bolts 33, respectively. A plurality of attachment holes 34 are formed in the rib 32, and a guide plate 52 and an angle scale plate 53 described later are fixed to the attachment holes 34. The skirt 19 is fixed to the inner surface (opposing surface) of both lateral frames 31 and the inner surface (opposing surface) of both ribs 32 by screwing.

図２および図４に示すように、本体フレーム１４の両横枠３１の両端部には、それぞれタイヤ１５が回転自在に設けられる。本実施の形態では、図４における左側に設けられる２つのタイヤ１５の車軸を共通とし、その共通の車軸４１に平歯車４２を設けると共に、その平歯車４２と噛合するように、エンコーダ１６の検出軸４３と一体に設けられた歯車４４を配置することで、車軸４１の回転をエンコーダ１６で検出できるように構成した。タイヤ１５としては、プローブヘッド１１を移動させた際にスリップしないよう、ゴム製のものを用いることが望ましい。なお、図４における右側のタイヤ１５については、スリップしてもエンコーダ１６の検出値に大きな影響を及ぼさないので、安価なアクリルタイヤなどを用いても問題ない。   As shown in FIGS. 2 and 4, tires 15 are rotatably provided at both ends of both lateral frames 31 of the main body frame 14. In the present embodiment, the axles of the two tires 15 provided on the left side in FIG. 4 are made common, the spur gear 42 is provided on the common axle 41, and the encoder 16 detects so as to mesh with the spur gear 42. By arranging the gear 44 provided integrally with the shaft 43, the rotation of the axle 41 can be detected by the encoder 16. The tire 15 is preferably made of rubber so that it does not slip when the probe head 11 is moved. Note that the tire 15 on the right side in FIG. 4 does not have a significant effect on the detection value of the encoder 16 even if it slips, so there is no problem even if an inexpensive acrylic tire or the like is used.

図２に示すように、本体フレーム１４の上部には、下方が開放した箱状の本体ケース１８が固定される。本体ケース１８の上部（上面の略中央部）には、貫通孔１８ａが設けられている。   As shown in FIG. 2, a box-shaped main body case 18 whose bottom is opened is fixed to the upper portion of the main body frame 14. A through-hole 18a is provided in the upper part of the main body case 18 (substantially central part of the upper surface).

本体ケース１８の上部には、ネジ止めにより操作ポール２０が固定される。操作ポール２０は、中空筒状に形成されており、その中空部２０ａが本体ケース１８の貫通孔１８ａと連通するように、本体ケース１８に固定される。操作ポール２０の中空部２０ａの他端は、キャップ２０ｂにより塞がれる。キャップ２０ｂには、ケーブル類（光ファイバ６、光源用ケーブル９、エンコーダ用ケーブル１７、スイッチ用ケーブル２３）を通すための孔２０ｃが形成される。なお、本実施の形態では、操作ポール２０を固定の長さとしているが、操作ポール２０を伸縮自在に構成し、長さを調節できるようにしてもよい。   An operation pole 20 is fixed to the upper portion of the main body case 18 by screws. The operation pole 20 is formed in a hollow cylindrical shape, and is fixed to the main body case 18 so that the hollow portion 20 a communicates with the through hole 18 a of the main body case 18. The other end of the hollow portion 20a of the operation pole 20 is closed by a cap 20b. The cap 20b is formed with a hole 20c through which cables (optical fiber 6, light source cable 9, encoder cable 17, switch cable 23) are passed. Although the operation pole 20 has a fixed length in the present embodiment, the operation pole 20 may be configured to be extendable and adjustable in length.

また、図２に示すように、プローブヘッド１１は、光源２と受光部３の測定対象面Ｓに対する角度をそれぞれ調節して固定するための角度調節機構５１を有している。角度調節機構５１は、ガイドプレート５２と、角度目盛りプレート５３と、光源用ホルダ５４と、受光部用ホルダ５５と、ガイドスライダ５６と、調整ハンドル５７と、を有している。   As shown in FIG. 2, the probe head 11 has an angle adjusting mechanism 51 for adjusting and fixing the angles of the light source 2 and the light receiving unit 3 with respect to the measurement target surface S. The angle adjustment mechanism 51 includes a guide plate 52, an angle scale plate 53, a light source holder 54, a light receiving unit holder 55, a guide slider 56, and an adjustment handle 57.

図２および図５に示すように、ガイドプレート５２は、円弧状に形成された板状の部材からなり、その両端部に側面視でＬ字状のアングル６０をネジ止めにより固定し、そのアングル６０をリブ３２の取り付け穴３４にネジ止めすることにより、本体フレーム１４に固定される。ガイドプレート５２は、その円弧状の形状における径方向の中央部に、円弧状の形状における周方向に沿って凹状のガイド溝５８が形成されており、さらに、そのガイド溝５８には、円弧状の形状における周方向に沿って所定長さに形成された２つの貫通孔５９が左右対称（図２（ａ）、あるいは図５（ａ），（ｂ）における左右方向に対して左右対称）に形成される。   As shown in FIGS. 2 and 5, the guide plate 52 is composed of a plate-shaped member formed in an arc shape, and L-shaped angles 60 are fixed to both ends thereof by screws, and the angles are fixed. By fixing 60 to the mounting hole 34 of the rib 32, it is fixed to the main body frame 14. The guide plate 52 has a concave guide groove 58 formed in the radial center of the arc shape along the circumferential direction of the arc shape, and the guide groove 58 has an arc shape. The two through-holes 59 formed in a predetermined length along the circumferential direction in the shape of FIG. 2 are symmetrical (FIG. 2 (a) or symmetrical with respect to the horizontal direction in FIGS. 5 (a) and 5 (b)). It is formed.

図２および図６に示すように、角度目盛りプレート５３は、円弧状に形成された板状の部材からなり、その表面に角度目盛りが設けられたものである。角度目盛りプレート５３は、その両端部に側面視でＬ字状のアングル６１をネジ止めにより固定し、そのアングル６１をリブ３２の取り付け穴３４にネジ止めすることにより、本体フレーム１４に固定される。角度目盛りプレート５３は、ガイドプレート５２のガイド溝５８を形成した側に、所定の間隔をもって配置される。   As shown in FIGS. 2 and 6, the angle scale plate 53 is made of a plate-like member formed in an arc shape, and an angle scale is provided on the surface thereof. The angle scale plate 53 is fixed to the main body frame 14 by fixing L-shaped angles 61 to both ends thereof by screwing, and fixing the angles 61 to the mounting holes 34 of the ribs 32. . The angle scale plate 53 is arranged at a predetermined interval on the side of the guide plate 52 where the guide groove 58 is formed.

図２および図７に示すように、光源用ホルダ５４は、光源２を保持する光源保持部５４ａと、光源保持部５４ａの端部から垂直に上方に延び、ガイドプレート５２に当接して固定される固定部５４ｂとからなり、側面視でＬ字状に形成される。固定部５４ｂには、その略中央部に貫通孔５４ｃが形成されている。   2 and 7, the light source holder 54 extends vertically upward from the light source holding part 54a for holding the light source 2 and the end of the light source holding part 54a, and is fixed in contact with the guide plate 52. And is formed in an L shape in a side view. The fixing portion 54b has a through hole 54c at substantially the center thereof.

図２および図８に示すように、受光部用ホルダ５５は、受光部３（光ファイバ固定部材３ａ）を保持する受光部保持部５５ａと、受光部保持部５５ａの端部から垂直に上方に延び、ガイドプレート５２に当接して固定される固定部５５ｂとからなり、側面視でＬ字状に形成される。固定部５５ｂには、その略中央部に貫通孔５５ｃが形成されている。   As shown in FIG. 2 and FIG. 8, the light receiving unit holder 55 includes a light receiving unit holding unit 55a that holds the light receiving unit 3 (optical fiber fixing member 3a), and vertically upward from the end of the light receiving unit holding unit 55a. The fixing portion 55b extends and contacts and is fixed to the guide plate 52, and is formed in an L shape in a side view. A through hole 55c is formed in the substantially central portion of the fixed portion 55b.

図２および図９に示すように、ガイドスライダ５６は、板状の部材の一方の面に、ガイドプレート５２のガイド溝５８に係合する突起５６ａが形成され、他方の面に、光源用ホルダ５４の固定部５４ｂまたは受光部用ホルダ５５の固定部５５ｂを係合するホルダ用溝５６ｂを形成したものである。突起５６ａは、ガイドプレート５２のガイド溝５８の形状にあわせて円弧状に形成されており、その略中央部には、突起５６ａを貫通するように貫通孔５６ｃが形成されている。光源用ホルダ５４の固定部５４ｂを、ガイドスライダ５６のホルダ用溝５６ｂに係合して、ガイドスライダ５６を光源用ホルダ５４に取りつけると、図９（ｄ）のようになる。この状態で、ガイドスライダ５６の突起５６ａをガイドプレート５２のガイド溝５８に係合すると、光源２が、光源用ホルダ５４、ガイドスライダ５６、ガイドプレート５２を介して本体フレーム１４に取りつけられることになる。受光部３についても同様である。   As shown in FIGS. 2 and 9, the guide slider 56 has a projection 56a that engages with the guide groove 58 of the guide plate 52 on one surface of the plate-like member, and a light source holder on the other surface. 54, a holder groove 56b that engages with the fixing portion 54b of the light receiving portion 55 or the fixing portion 55b of the light receiving portion holder 55 is formed. The protrusion 56a is formed in an arc shape in accordance with the shape of the guide groove 58 of the guide plate 52, and a through hole 56c is formed at a substantially central portion so as to penetrate the protrusion 56a. When the fixing portion 54 b of the light source holder 54 is engaged with the holder groove 56 b of the guide slider 56 and the guide slider 56 is attached to the light source holder 54, the result is as shown in FIG. In this state, when the protrusion 56 a of the guide slider 56 is engaged with the guide groove 58 of the guide plate 52, the light source 2 is attached to the main body frame 14 via the light source holder 54, the guide slider 56, and the guide plate 52. Become. The same applies to the light receiving unit 3.

図２（ｂ）に示すように、調整ハンドル５７は、その先端部がボルト状に形成されており、ガイドプレート５２に光源２を取り付けた後、調整ハンドル５７のボルト状の先端部を、ガイドプレート５２の貫通孔５９、ガイドスライダ５６の貫通孔５６ｃ、光源用ホルダ５４の貫通孔５４ｃを順次通し、光源用ホルダ５４側からメネジ６２を螺合して締結すると、光源用ホルダ５４がガイドプレート５２に固定される。調整ハンドル５７とメネジ６２の締結を緩めると、光源用ホルダ５４がガイドプレート５２のガイド溝５８に沿って移動可能となり、光源２の測定対象面Ｓに対する角度を調整することができる。受光部３についても同様である。   As shown in FIG. 2B, the adjustment handle 57 has a tip formed in a bolt shape, and after the light source 2 is attached to the guide plate 52, the bolt-like tip of the adjustment handle 57 is guided to the guide. When the through hole 59 of the plate 52, the through hole 56c of the guide slider 56, and the through hole 54c of the light source holder 54 are sequentially passed through and screwed into the female screw 62 from the light source holder 54 side, the light source holder 54 is guided by the guide plate. 52 is fixed. When the fastening of the adjustment handle 57 and the female screw 62 is loosened, the light source holder 54 can move along the guide groove 58 of the guide plate 52, and the angle of the light source 2 with respect to the measurement target surface S can be adjusted. The same applies to the light receiving unit 3.

光源２と受光部３の測定対象面Ｓに対する角度は、受光部３における受光感度を考慮して適宜設定すればよく、例えば、４５度程度とすればよい。この場合、光源２と受光部３がなす角度は９０度程度になる。   The angle of the light source 2 and the light receiving unit 3 with respect to the measurement target surface S may be appropriately set in consideration of the light receiving sensitivity in the light receiving unit 3, and may be about 45 degrees, for example. In this case, the angle formed by the light source 2 and the light receiving unit 3 is about 90 degrees.

次に、分光分析装置１の動作を説明する。   Next, the operation of the spectroscopic analyzer 1 will be described.

分光分析装置１を用いて測定対象面Ｓの劣化因子の濃度を測定する際は、まず、光源電源８から光源２に電源供給して光源２を点灯させ、プローブヘッド１１を測定対象面Ｓに配置した後、押しボタンスイッチ２２を押しながら、測定対象面Ｓに沿ってプローブヘッド１１を移動させる。プローブヘッド１１を移動させる速度は特に規定するものではないが、例えば、１ｍを１０〜２０秒程度かけて移動させるようにすればよい。   When measuring the concentration of the degradation factor on the measurement target surface S using the spectroscopic analyzer 1, first, the light source 2 is supplied with power from the light source power supply 8 to turn on the light source 2, and the probe head 11 is placed on the measurement target surface S. After the arrangement, the probe head 11 is moved along the measurement target surface S while pressing the push button switch 22. The speed at which the probe head 11 is moved is not particularly limited. For example, 1 m may be moved over about 10 to 20 seconds.

押しボタンスイッチ２２を押しながらプローブヘッド１１を移動させると、エンコーダ１６からのタイヤ１５の回転角度の信号に基づき、演算手段５の移動距離演算部２６がプローブヘッド１１の移動距離を求める。   When the probe head 11 is moved while pressing the push button switch 22, the movement distance calculation unit 26 of the calculation means 5 obtains the movement distance of the probe head 11 based on the rotation angle signal of the tire 15 from the encoder 16.

演算手段５の劣化因子濃度演算部２５は、移動距離演算部２６が求めたプローブヘッド１１の移動距離を監視し、予め設定された測定間隔ごとに、劣化因子の濃度の演算を行う。具体的には、予め設定された測定間隔ごとに、分光器４にて、受光部３で受光した測定対象面Ｓからの反射光のスペクトルを測定し、得られた反射光のスペクトルを基に、ケモメトリックス手法を用いて劣化因子の濃度を求める。劣化因子濃度演算部２５は、劣化因子濃度演算部２５で得た劣化因子の濃度と、移動距離演算部２６で得た移動距離とを関連づけてメモリに記憶させる。   The deterioration factor concentration calculation unit 25 of the calculation means 5 monitors the movement distance of the probe head 11 obtained by the movement distance calculation unit 26 and calculates the concentration of the deterioration factor at every preset measurement interval. Specifically, at a predetermined measurement interval, the spectroscope 4 measures the spectrum of the reflected light from the measurement target surface S received by the light receiving unit 3, and based on the obtained reflected light spectrum. Then, the concentration of the deterioration factor is obtained using a chemometrics method. The deterioration factor concentration calculation unit 25 stores the concentration of the deterioration factor obtained by the deterioration factor concentration calculation unit 25 in association with the movement distance obtained by the movement distance calculation unit 26 in a memory.

表示処理部２７は、メモリに記憶されたデータを基に、劣化因子の濃度と移動距離とを関連づけて表示器２４に表示させる。表示形式は特に限定するものではないが、例えば、横軸を移動距離、縦軸を劣化因子の濃度としたグラフ表示としてもよいし、また、色によって劣化因子の濃度の大小を表示したカラーコンター図として表示するようにしてもよい。   Based on the data stored in the memory, the display processing unit 27 associates the concentration of the deterioration factor with the moving distance and causes the display 24 to display the correlation. The display format is not particularly limited. For example, the display may be a graph display in which the horizontal axis is the movement distance and the vertical axis is the concentration of the deterioration factor, or a color contour that displays the concentration of the deterioration factor by color. You may make it display as a figure.

所望の移動距離プローブヘッド１１を移動させた後、押しボタンスイッチ２２を離せば、測定が終了する。   If the push button switch 22 is released after the desired moving distance probe head 11 is moved, the measurement is completed.

以上説明したように、本実施の形態に係る分光分析装置１では、測定対象面Ｓに対する光源２と受光部３の位置関係を一定に保ちつつ、光源２と受光部３を測定対象面Ｓに沿って移動させる移動機構１２と、光源２と受光部３の測定対象面Ｓに沿った移動距離を検出する移動距離検出手段１３と、を有するプローブヘッド１１を備えている。   As described above, in the spectroscopic analysis apparatus 1 according to the present embodiment, the light source 2 and the light receiving unit 3 are placed on the measurement target surface S while keeping the positional relationship between the light source 2 and the light receiving unit 3 with respect to the measurement target surface S constant. A probe head 11 having a moving mechanism 12 that moves along the light source 2 and a moving distance detector 13 that detects a moving distance along the measurement target surface S of the light receiving unit 3 is provided.

移動機構１２を備えることにより、プローブヘッド１１を移動させて測定位置を走査させ、連続的に劣化因子の濃度を測定することが可能になる。つまり、従来の分光分析装置では、測定位置ごとに点での測定しかできなかったが、本発明によれば、連続的に線で測定することができ、効率的な測定作業を行うことが可能となる。また、移動機構１２により測定対象面Ｓに対する光源２と受光部３の位置関係を一定に保つことで、測定位置ごとに測定条件が変わってしまうことがなくなり、人による誤差を発生しにくくし、均一な環境下で測定を行うことが可能になる。   By providing the moving mechanism 12, it is possible to move the probe head 11 to scan the measurement position and continuously measure the concentration of the degradation factor. In other words, in the conventional spectroscopic analyzer, only point measurement was possible at each measurement position, but according to the present invention, continuous measurement can be performed with a line, enabling efficient measurement work. It becomes. In addition, by keeping the positional relationship between the light source 2 and the light receiving unit 3 with respect to the measurement target surface S by the moving mechanism 12, the measurement condition does not change for each measurement position, and it is difficult for human errors to occur. Measurements can be performed in a uniform environment.

さらに、移動距離検出手段１３を備えることにより、測定位置の情報（プローブヘッド１１の移動距離）を得ることが可能となり、測定した劣化因子の濃度と測定位置（移動距離）とを関連づけた２次元的な測定が可能となる。   Furthermore, by providing the movement distance detecting means 13, it becomes possible to obtain information on the measurement position (movement distance of the probe head 11), and two-dimensionally correlating the measured concentration of the degradation factor and the measurement position (movement distance). Measurement is possible.

また、分光分析装置１では、本体フレーム１４の上部を覆うように本体ケース１８を設けると共に、本体ケース１８内に光源２と受光部３を収容するようにし、かつ、本体フレーム１４の下部に、本体フレーム１４と測定対象面Ｓとの隙間に外部からの光が侵入するのを防ぐためのスカート１９を設けている。   In the spectroscopic analyzer 1, the main body case 18 is provided so as to cover the upper portion of the main body frame 14, the light source 2 and the light receiving unit 3 are accommodated in the main body case 18, and the lower portion of the main body frame 14 is A skirt 19 is provided to prevent light from the outside from entering the gap between the main body frame 14 and the measurement target surface S.

これにより、本体ケース１８とスカート１９により区画された空間に、ノイズの要因となる外部からの光（太陽光など）が侵入してしまうことを防止でき、高い精度で劣化因子の濃度を測定することが可能になる。特に、測定対象面Ｓが屋外にある場合には有効である。また、ノイズの要因を抑制できるため、光源２としてコンパクトな光源（例えば４．５Ｗ程度）を用いることが可能になる。なお、本体ケース１８やスカート１９を設けず、開放状態で測定を行う場合は、光源として１５００Ｗ程度の大きな光源が必要となる。   As a result, it is possible to prevent external light (such as sunlight) from entering the space defined by the main body case 18 and the skirt 19 and to measure the concentration of the deterioration factor with high accuracy. It becomes possible. This is particularly effective when the measurement target surface S is outdoors. In addition, since noise factors can be suppressed, a compact light source (for example, about 4.5 W) can be used as the light source 2. In addition, when measuring in an open state without providing the main body case 18 and the skirt 19, a large light source of about 1500 W is required as a light source.

さらに、分光分析装置１では、プローブヘッド１１を簡易な構造で実現でき、また光源２としてもコンパクトなものを用いることができるため、プローブヘッド１１を小型化し、軽量化することができる。具体的には、本体ケース１８のサイズを、幅１５０ｍｍ、奥行き６５ｍｍ、高さ８１ｍｍ程度とすることができる（なお、操作ポール２０長さは任意に設定できるが、例えば、操作ポール２０を含めたプローブヘッド１１全体の高さは５０ｃｍ程度である）。よって、プローブヘッド１１の持ち運びが容易となり、利便性が向上する。   Furthermore, in the spectroscopic analyzer 1, the probe head 11 can be realized with a simple structure, and a compact light source 2 can be used. Therefore, the probe head 11 can be reduced in size and weight. Specifically, the size of the main body case 18 can be set to a width of about 150 mm, a depth of 65 mm, and a height of about 81 mm (Note that although the length of the operation pole 20 can be arbitrarily set, for example, the operation pole 20 is included. The overall height of the probe head 11 is about 50 cm). Therefore, the probe head 11 can be easily carried and convenience is improved.

さらにまた、分光分析装置１では、操作ポール２０を中空筒状に形成し、その中空部２０ａにケーブル類（光ファイバ６、光源用ケーブル９、エンコーダ用ケーブル１７、スイッチ用ケーブル２３）を通して、操作ポール２０の上方にケーブル類を引き出すようにしている。これにより、例えば、近赤外分光ユニット７やポータブル電源１０、演算手段５をバックパック等に収容して、そのバックパックを背負って作業者が測定作業を行うような場合、ケーブル類が測定作業の邪魔になることがなく、作業性を向上できる。   Furthermore, in the spectroscopic analyzer 1, the operation pole 20 is formed in a hollow cylindrical shape, and the cables (optical fiber 6, light source cable 9, encoder cable 17, switch cable 23) are passed through the hollow portion 20a. Cables are pulled out above the pole 20. Thereby, for example, when the near-infrared spectroscopic unit 7, the portable power supply 10, and the computing means 5 are accommodated in a backpack or the like and the operator carries out the measurement work while carrying the backpack, It is possible to improve workability without being in the way.

上記実施の形態では、プローブヘッド１１を１つのみ用いる場合を説明したが、図１０に示すように、プローブヘッド１１を複数並列に配置してプローブヘッドスタック１００を形成し、プローブヘッドスタック１００の各プローブヘッド１１を用いて、複数の測定位置での劣化因子の濃度を一括して測定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the case where only one probe head 11 is used has been described. However, as shown in FIG. 10, a plurality of probe heads 11 are arranged in parallel to form a probe head stack 100. You may make it measure collectively the density | concentration of the deterioration factor in a several measurement position using each probe head 11. FIG.

この場合、プローブヘッド１１ごとに分光器４を設けるようにしてもよいし、あるいは、共通の１つの分光器４を用い、時分割でスイッチングして各プローブヘッド１１に対応した測定位置での劣化因子の濃度を順次求めるようにしてもよい。プローブヘッドスタック１００を形成することにより、短時間で広い面積を一気に測定することが可能となり、作業効率を格段に向上させることが可能になる。なお、プローブヘッドスタック１００を用いる場合、表示器２４での表示形式としては、視覚的に認識しやすくするため、色によって劣化因子の濃度の大小を表示するカラーコンター図を用いることが望ましい。   In this case, a spectroscope 4 may be provided for each probe head 11, or deterioration at a measurement position corresponding to each probe head 11 by using a common single spectroscope 4 and switching in a time-sharing manner. The concentration of the factor may be obtained sequentially. By forming the probe head stack 100, it is possible to measure a large area at a stretch in a short time, and the working efficiency can be remarkably improved. When the probe head stack 100 is used, it is desirable to use a color contour diagram that displays the level of the concentration of the deterioration factor depending on the color as the display format on the display unit 24 so as to facilitate visual recognition.

また、図１０では、各プローブヘッド１１ごとに本体フレーム１４や本体ケース１８、タイヤ１５等を備える場合を示しているが、これらは共通とすることも可能である。具体的には、例えば、１つの大きな本体フレームを形成し、各プローブヘッド１１ごとに仕切られた大きな本体ケースを設ける、といった構成としてもよい。   FIG. 10 shows a case where the main body frame 14, the main body case 18, the tire 15, and the like are provided for each probe head 11, but these may be common. Specifically, for example, one large main body frame may be formed and a large main body case partitioned for each probe head 11 may be provided.

さらに、上記実施の形態では、演算手段５の劣化因子濃度演算部２５にて、ケモメトリックス手法により劣化因子の濃度を求める場合を説明したが、測定対象面Ｓがコンクリートではなく、例えば塗装（塗膜）や鉄である場合、ケモメトリックス手法を用いずに、差スペクトル法などを用いることも可能である。   Further, in the above embodiment, the case where the deterioration factor concentration calculation unit 25 of the calculation means 5 obtains the concentration of the deterioration factor by the chemometric method has been described. However, the measurement target surface S is not concrete, for example, paint (painting) In the case of a film) or iron, a difference spectrum method or the like can be used without using the chemometrics method.

また、上記実施の形態では、押しボタンスイッチ２２を押している間に測定を行い、押しボタンスイッチ２２を離すと測定を終了することとしたが、これに限らず、例えば、押しボタンスイッチ２２を一度押せば測定開始、もう一度押せば測定終了としてもよい。また、測定開始のスイッチと測定終了のスイッチを別に設けるようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the measurement is performed while the push button switch 22 is being pressed, and the measurement is ended when the push button switch 22 is released. The measurement may be started by pressing the button, and the measurement may be ended by pressing the button again. Further, a measurement start switch and a measurement end switch may be provided separately.

さらに、上記実施の形態では、速度を規制する手段について言及しなかったが、所定の速度以上でプローブヘッド１１を動かすことができないように、速度規制手段をプローブヘッド１１に備えてもよい。これは、プローブヘッド１１を速く動かしすぎると、精度よく劣化因子の濃度を測定できないおそれがあるためである。速度規制手段としては、例えば、タイヤ１５にブレーキなどの制動手段を設けると共に、演算手段５に、エンコーダ１６の出力からプローブヘッド１１の移動速度を演算し、得られたプローブヘッド１１の移動速度が所定のしきい値以上であれば、制動手段を作動させる制動制御部を搭載することが考えられる。   Further, in the above embodiment, the means for regulating the speed is not mentioned, but the speed restriction means may be provided in the probe head 11 so that the probe head 11 cannot be moved at a predetermined speed or higher. This is because if the probe head 11 is moved too quickly, the concentration of the degradation factor may not be accurately measured. As the speed restricting means, for example, a braking means such as a brake is provided on the tire 15, and the calculating means 5 calculates the moving speed of the probe head 11 from the output of the encoder 16, and the obtained moving speed of the probe head 11 is calculated. If it is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is conceivable to mount a braking control unit that operates the braking means.

また、上記実施の形態では、プローブヘッド１１を手動で動かす場合を説明したが、プローブヘッド１１にモータなどを搭載し、プローブヘッド１１を自動で移動可能に構成してもよい。ただし、この場合、プローブヘッド１１の重量が重くなり、大型化にもつながるので、小型化や軽量化の観点からは、手動とすることが望ましい。   Moreover, although the case where the probe head 11 was moved manually was demonstrated in the said embodiment, a motor etc. may be mounted in the probe head 11 and the probe head 11 may be comprised so that it can move automatically. However, in this case, the weight of the probe head 11 is increased, leading to an increase in size, so that manual operation is desirable from the viewpoint of reduction in size and weight.

さらに、上記実施の形態では、分光器４を近赤外分光ユニット７内に設けているが、分光器４をプローブヘッド１１に搭載することも可能である。ただし、この場合も、プローブヘッド１１の重量が重くなり、大型化にもつながるので、小型化や軽量化の観点からは、分光器４をプローブヘッド１１に搭載せず、別体とすることが望ましい。   Furthermore, although the spectroscope 4 is provided in the near infrared spectroscopic unit 7 in the above embodiment, the spectroscope 4 can also be mounted on the probe head 11. However, in this case as well, the probe head 11 becomes heavy and leads to an increase in size, so from the viewpoint of miniaturization and weight reduction, the spectroscope 4 is not mounted on the probe head 11 but separated. desirable.

なお、上記実施の形態では、測定対象面Ｓが床面である場合を説明したが、当然ながら、本発明は、床面に限らず、壁面や天井面についても適用可能である。   In the above embodiment, the case where the measurement target surface S is a floor surface has been described, but the present invention is naturally applicable not only to the floor surface but also to a wall surface and a ceiling surface.

このように、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得ることは勿論である。   As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

１ 分光分析装置
２ 光源
３ 受光部
４ 分光器
５ 演算手段
６ 光ファイバ
７ 近赤外分光ユニット
８ 光源電源
９ 光源用ケーブル
１０ ポータブル電源
１１ プローブヘッド
１２ 移動機構
１３ 移動距離検出手段
１４ 本体フレーム
１５ タイヤ
１６ エンコーダ
１７ エンコーダ用ケーブル
１８ 本体ケース
１９ スカート
２０ 操作ポール
２１ グリップ
２２ 押しボタンスイッチ
２３ スイッチ用ケーブル
２４ 表示器
２５ 劣化因子濃度演算部
２６ 移動距離演算部
２７ 表示処理部
Ｓ 測定対象面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spectroscopic analyzer 2 Light source 3 Light-receiving part 4 Spectrometer 5 Calculation means 6 Optical fiber 7 Near-infrared spectroscopy unit 8 Light source power supply 9 Light source cable 10 Portable power supply 11 Probe head 12 Movement mechanism 13 Movement distance detection means 14 Main body frame 15 Tire 16 Encoder 17 Encoder Cable 18 Body Case 19 Skirt 20 Operation Pole 21 Grip 22 Push Button Switch 23 Switch Cable 24 Display 25 Degradation Factor Concentration Calculation Unit 26 Movement Distance Calculation Unit 27 Display Processing Unit S Measurement Target Surface

Claims (7)

測定対象面に光を照射する光源と、前記測定対象面からの反射光を受光する受光部と、該受光部で受光した反射光のスペクトルを測定する分光器と、該分光器で測定した反射光のスペクトルを基に、前記測定対象面における劣化因子の濃度を演算する演算手段とを備えた分光分析装置において、
前記光源と前記受光部とを収容するプローブヘッドを備え、該プローブヘッドを手動で移動させて測定を行うように構成され、
前記プローブヘッドは、
前記光源と前記受光部を固定する上方と下方が開放された枠状の本体フレームに設けられ、前記測定対象面に対する前記光源と前記受光部の位置関係を一定に保ちつつ、前記光源と前記受光部を前記測定対象面に沿って移動させる移動機構と、
前記光源と前記受光部の前記測定対象面に沿った移動距離を検出する移動距離検出手段と、を有し、
前記本体フレームの上部を覆うように設けられ、前記光源と前記受光部を収容する下方が開放された本体ケースと、
前記本体フレームの下部に設けられ、前記本体フレームと前記測定対象面との隙間に外部からの光が侵入するのを防ぐスカートと、を備えた
ことを特徴とする分光分析装置。 A light source that irradiates light on the measurement target surface, a light receiving unit that receives reflected light from the measurement target surface, a spectroscope that measures a spectrum of reflected light received by the light receiving unit, and a reflection that is measured by the spectroscope In a spectroscopic analysis device comprising a calculation means for calculating the concentration of the degradation factor on the measurement target surface based on the spectrum of light,
A probe head that houses the light source and the light receiving unit, and is configured to perform measurement by manually moving the probe head;
The probe head is
The light source and the light receiving unit are provided on a frame-shaped main body frame that is open at the top and bottom to fix the light source and the light receiving unit, and the positional relationship between the light source and the light receiving unit with respect to the measurement target surface is kept constant. A moving mechanism for moving the part along the measurement target surface;
Have a, a moving distance detecting means for detecting a moving distance along the object surface of said light source and said light receiving unit,
A main body case that is provided so as to cover an upper portion of the main body frame and in which a lower portion that accommodates the light source and the light receiving unit is opened;
A spectroscopic analysis apparatus , comprising: a skirt provided at a lower portion of the main body frame and preventing light from the outside from entering a gap between the main body frame and the measurement target surface . 前記移動機構は、前記本体フレームに回転自在に設けられると共に、前記本体フレームの下方に突出して設けられ、当該突出部を前記測定対象面に当接させて、前記本体フレームと前記測定対象面との距離を一定に保つ複数のタイヤを有し、
前記移動距離検出手段は、前記タイヤの回転角度を検出して出力するエンコーダと、該エンコーダからの出力に基づき、前記タイヤの回転による移動距離を演算する移動距離演算部と、を有する請求項１記載の分光分析装置。 The moving mechanism, as well as rotatably disposed on the body frame, provided projecting downwardly of the body frame, is abutted against the projecting portion on the object surface, the measurement target surface and the body frame and Have multiple tires that keep the distance of
2. The moving distance detecting means includes an encoder that detects and outputs a rotation angle of the tire, and a moving distance calculation unit that calculates a moving distance due to rotation of the tire based on an output from the encoder. The spectroscopic analyzer described. 前記本体ケースの上部に設けられた棒状の操作ポールを備え、
該操作ポールは、中空筒状に形成され、前記光源と前記受光部から延びるケーブルが、前記操作ポールの中空部を通して前記操作ポールの上方に引き出されるように構成されている
請求項１または２記載の分光分析装置。 Provided with a rod-shaped operation pole provided at the top of the main body case,
The manipulation pole is formed in a hollow cylindrical shape, cables extending from the light source and the light receiving portion, Configured claim 1 or 2, wherein so as to be drawn to the upper part of the operating pole through the hollow portion of the operating pole Spectroscopic analyzer. 前記プローブヘッドは、前記光源と前記受光部の前記測定対象面に対する角度をそれぞれ調節して固定するための角度調節機構をさらに有する請求項１〜３いずれかに記載の分光分析装置。   The spectroscopic analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein the probe head further includes an angle adjustment mechanism for adjusting and fixing angles of the light source and the light receiving unit with respect to the measurement target surface. 前記測定対象面がコンクリートであり、前記光源として近赤外線を含む光を出射するものを用い、
前記演算手段は、前記反射光のスペクトルを基に、ケモメトリックス手法を用いて、前記測定対象面における劣化因子の濃度を演算するようにされる
請求項１〜４いずれかに記載の分光分析装置。 The measurement object surface is concrete, and the light source that emits light including near infrared rays is used .
The spectroscopic analyzer according to any one of claims 1 to 4 , wherein the calculation means calculates a concentration of a deterioration factor on the measurement target surface using a chemometrics method based on a spectrum of the reflected light. . 前記プローブヘッドを所定の速度以上で動かすことができないように前記プローブヘッドの移動速度を規制する速度規制手段を備えた
請求項１〜５いずれかに記載の分光分析装置。 The spectroscopic analyzer according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a speed regulating unit that regulates a moving speed of the probe head so that the probe head cannot be moved at a predetermined speed or higher . 前記プローブヘッドを複数並列に配置したプローブヘッドスタックを備え、該プローブヘッドスタックの各プローブヘッドを用いて、複数の測定位置での劣化因子の濃度を一括して測定するようにした請求項１〜６いずれかに記載の分光分析装置。   A probe head stack in which a plurality of the probe heads are arranged in parallel is provided, and the concentration of deterioration factors at a plurality of measurement positions is collectively measured using each probe head of the probe head stack. 6. The spectroscopic analyzer according to any one of 6.
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